Повышение эффективности процессов точения на основе обеспечения стабильного стружкодробления

• Автор: Иванов, Валерий Васильевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 294 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ДРОБЛЕНИЯ СТРУЖКИ..
1.1. Вид стружки, образующейся при точении, как фактор, определяющий прогресс в машиностроении
1.2. Качественная и количественная оценка формы стружки
1.3. Причины завивания и дробления стружки
1.4. Анализ существующих методов завивания и дробления стружки
1.4.1. Естественные методы
1.4.2. Искусственные методы
1.5. Управление параметрами, определяющими дробление стружки
1.6. Цели и задачи исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА УСТОЙЧИВОГО СТРУЖКОДРОБЛЕНИЯ ПРИ ТОЧЕНИИ
2.1. Постановка задачи и расчетная схема
2.2. Математическая формулировка задачи
2.3. Решение уравнений
2.4. Формулировка условий потери устойчивости витка стружки и его прочности
2.5. Экспериментальная проверка достоверности математической модели..
2.6. Выводы
3. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕЗЦОВ С
ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДНЕЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
3.1. Специфические геометрические параметры
3.2. Расчет кинематических углов
3.3. Толщина срезаемого слоя и рабочая длина режущей кромки
3.4. Моменты инерции и сопротивления поперечного сечения стружки
3.5. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ПРИ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ
4.1. Полная ширина площадки контакта
4.2. Усадка стружки
4.3. Средняя температура резания
4.4. Силы резания
4.5. Выводы
5. ВЛИЯНИЕ СТРУЖКОФОРМИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРЕДНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ СМП НА ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ
5.1. Накладной стружколом на плоской СМП
5.2. Локальное сферическое углубление на плоской передней поверхности..
5.3. Локальные сферические выступы вдоль главной режущей кромки
5.4. Выводы
6. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ФОРМ СМП
6.1. Стандартные СМП круглой формы
6.2. Специальная форма СМП из безвольфрамового твердого сплава
. 6.3. Специальная форма СМП с криволинейной режущей кромкой.
6.4. Современные СМП со сложной формой передней поверхности..
6.5. Стабильность режущих свойств твердосплавных СМП
6.6. Ускоренная оценка стойкости СМП при токарной обработке
6.7. Комплексный подход к выбору СМП для токарной обработки..
6.8. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Автоматизация механической обработки, а так же надежное функционирование технологических комплексов на базе токарных станков с ЧПУ, невозможны без решения проблемы стружкодробления. При этом компактная форма стружки необходима не только для сокращения отказов технологической системы, вызванных незапланированными остановками для ее удаления. Она может также выступать как важный диагностический признак состояния технологической системы и фактор обеспечения ее надежности. Кроме того, сливная стружка представляет опасность для станочников и является одной из распространенных причин производственного травматизма в механических цехах.
В современных условиях данная проблема наиболее эффективно решается путем создания специальной формы передней поверхности сменных многогранных пластин (СМП), которая должна сочетаться со схемой удаления припуска и режимами резания. В связи с этим традиционная геометрия рабочей части токарного резца претерпела и продолжает претерпевать существенные изменения. Такая тенденция характерна для многих ведущих производителей режущих инструментов: Sandvik Coromant, Iscar, Kennametal - Hertel, Krupp Widia и многих других. Целенаправленные действия по совершенствованию стружкодробящей способности СМП возможны лишь при полном представлении об особенностях формирования стружки на передней поверхности сложной формы и механике разрушения стружки при ее дроблении.
Недостаточная изученность и степень разработанности проблемы стружкодробления, с одной стороны, и научно-практическая значимость повышения стабильности стружкодробления с дугой, обусловили актуальность и выбор темы диссертации. Работа выполнена в порядке частной инициативы, а так же совместно с рядом машиностроительных предприятий Тульской

геометрических параметрах лунок приведена в [46, 63, 75]. М.О. Нодельман предложил при чистовой обработке с I <1,0мм и Б<0,2мм/об применять резцы с мелкоразмерной лункой, нанесенной на переднюю поверхность в направлении подачи [56]. К недостаткам следует отнести нестабильный характер стружки, который изменяется от колебания припуска, твердости материала обрабатываемой заготовки. Поэтому в каждом конкретном случае выбранные по рекомендациям численные значения геометрических параметров лунки нуждаются в корректировке.
В некоторых случаях такая лунка затачивается вдоль всей главной режущей кромки без перемычки с выходом на вспомогательную режущую кромку. Такая лунка называется открытой [88] (рис. 1.10,6). Закрытые лунки применяют при глубинах резания свыше 1 мм, т. к. при этой форме не ослабляется вершина резца. Однако изготовление закрытых лунок более трудоемкое, чем открытых. Открытые лунки можно применять и при больших глубинах резания, но только при положительных углах X, обеспечивающих врезание резца в заготовку не его вершиной, а участком кромки, удаленным от нее. Первоначально такие лунки затачивали на напайных резцах с присущими им недостатками. При использовании СМП с плоской передней поверхностью, механически закрепленные на резцовой державке, эти недостатки устраняются.
Таким образом, формирование на передней поверхности резца мелкоразмерной лунки, подобной лунке износа, приводит к образованию стружки завитой в тугую спираль. Диаметр витка такой спирали гораздо меньше, чем при плоской передней поверхности. Особенно это важно при работе с большими скоростями резания. В связи с этим жесткость стружки возрастает, что благоприятствует ее дроблению на отрезки необходимой длины.
Устойчивому дроблению стружки также способствует затачивание специальных уступов на передней поверхности резца. Так, согласно [63], для резцов с напайными пластинами из твердого сплава рекомендуется затачи-